По принципу действия контрольно-измерительные приборы подразделяются на индукционные, электромагнитные, магнитоэлектрические, механические, па-рожидкостные, термоимпульсные, или термовибрационные и терморезисторные.

Для правильной эксплуатации автомобилей и автобусов на них устанавливают различные контрольно-измерительные приборы.

Приборы можно разделить на две группы: указывающие и сигнализирующие. Указывающие приборы имеют шкалу и стрелку. Они передают водителю информацию о контролируемом параметре. К этим приборам относятся: приборы для контроля давления массла и воздуха, температуры охлаждающей жидкости и воздуха, указатели уровня топлива, спидометры, тахометры, эконо-метры и др. Они обычно состоят из приемников, расположенных на щитке приборов в кабине водителя и датчиков, установленных на соответствующих агрегатах и механизмах автомобиля или автобуса.

Сигнализирующие приборы в основном предназначены для предупреждения водителя о неисправности того или иного механизма или агрегата. Они информируют водителя световым или звуковым сигналом об аварийном значении измеряемого параметра. Датчики этих приборов работают как выключатели, замыкающие цепь при определенных условиях. К таким приборам относятся сигнализаторы аварийного давления масла или воздуха, сигнализаторы аварийной температуры охлаждающей жидкости и др.

Приборы для контроля давления. Приборы для контроля давления масла или воздуха можно разделить на указатели давления масла или воздуха и сигнализаторы аварийного давления, показывающие обычно включением или выключением лампочки понижение давления масла ниже допустимого предела.

По конструкции указатели делятся на указатели электрического действия (магнитоэлектрические и электротепловые) и с трубчатой пружиной.

Наибольшее распространение получили указатели электрического действия как наиболее точные и надежные в работе.

Магнитоэлектрические указатели давления масла или воздуха (рис. 12.6) состоят из реостатного датчика и магнитоэлектрического приемника, а указатели давления воздуха в тормозной системе автомобилей или автобусов, имеющей пневматический привод, состоят из такого же датчика и приемника. Датчик и приемник соединены между собой последовательно и включены в электрическую цепь выключателя зажигания. Датчик изменяет силу тока в цепи приемника в зависимости от давления масла в смазочной системе двигателя или давления воздуха в тормозной системе. Приемник показывает величину давления масла или воздуха.

Шкалы приемников отличаются друг от друга надписями «Масло» или «Воздух».

Между корпусом датчика и крышкой помещена гофрированная диафрагма со штырем. Рычажок свободно качается на оси и отводится в исходное положение пружиной, действующей на двойной ползунок. Регулировочными винтами рычажка обеспечивается установка стрелки приемника в исходное положение. Обмотка реостата соединена с контактной пластиной. Для лучшего контакта ползунок соединен с массой мягким медным проводником.

В зависимости от давления масла или воздуха в камере изменяются прогиб диафрагмы и положение ползунков на обмотке реостата датчика.

Резистор температурной компенсации RTK и добавочный резистор, включенные в цепь катушек К\, Къ Кз приемника, служат для поддержания постоянного сопротивления этой цепи независимо от температуры обмоток. Кроме того, добавочный резистор ограничивает силу тока в цепи приемника при выключенном реостате датчика.

В кольцевом пространстве между колодками установлен дискообразный магнит и ограничитель угла поворота стрелки. Отогнутый конец ограничителя входит в прорезь одной из колодок. В канавку одной из колодок заложен магнит.

Ось алюминиевой стрелки вращается в двух подшипниках. Стальной магнитный экран защищает приемник от влияния посторонних магнитных полей.

При отсутствии тока в цепи стрелка приемника отклонена до упора влево, что обусловливается взаимодействием постоянных дискообразных магнитов и ограничителем.

При работе прибора токи в катушках, а следовательно, и магнитные потоки их зависят от положения ползунков на обмотке реостата датчика. Когда в камере датчика нет избыточного давления, то ползунки 8 под действием пружины находятся в крайнем левом положении, что обусловливает включение максимального сопротивления датчика в цепь приемника. В этом случае сила тока в катушке К будет максимальной, а в катушках Кг и Кз — минимальной.

Рис. 1. Схема магнитоэлектрического указателя давления масла или воздуха: а — общая схема; б — принципиальная схема соединения обмоток приемника

При включенной цепи и отсутствии давления масла или воздуха на диафрагму ползунки датчика включают большую часть сопротивления реостата в цепь приемника. Когда давление масла или воздуха возрастает, то диафрагма прогибается вверх и через штырь перемещает рычажок вокруг оси. Рычажок через регулировочный винт действует на ползунок и перемещает его вправо. Сопротивление реостата датчика выключается, в результате чего увеличиваются токи в катушках Кг и Кз приемника. При этом изменяется положение магнита и жестко связанная с ним стрелка отклоняется вправо в сторону большего значения.

Парожидкостный указатель давления масла с трубчатой пружиной в гидромеханической передаче автомобилей БелАЗ-540 представляет собой дистанционный указатель с трубчатой пружиной и пределами измерений от 0 до 1,5 МПа (от 0 до 15 кгс/см2).

Рис. 2. Парожидкостный указатель давления масла в гидромеханической передаче автомобилей БелАЗ-540: а — общая схема; б — схема приемника

Указатель давления масла состоит из датчика, установленного на картере гидротрансформатора с правой стороны, приемника, расположенного на щитке приборов, и капиллярного трубопровода, которые образуют замкнутую систему, заполненную лигроином.

Принцип действия прибора основан на упругой деформации трубчатой пружины под влиянием давления жидкости, заключенной в закрытом сосуде и изменяющей свое давление в зависимости от давления измеряемой среды. Трубчатая пружина изогнута по дуге окружности таким образом, что кривизна ее может изменяться, если возникнет разница давлений между внешней поверхностью трубки и ее внутренней полостью. Один конец трубчатой пружины впаян в штуцер, через отверстие в котором жидкость под давлением поступает внутрь пружины. Другой конец пружины соединен с тягой, которая через секторы приводит в движение стрелку прибора. Это движение происходит, когда пружина деформируется под действием разности давления.

Сигнализатор аварийного давления масла или воздуха предупреждает водителя о чрезмерном снижении давления масла в смазочной системе двигателя или воздуха в пневмосис-теме тормозов автомобиля. Датчик сигнализатора ввертывается в масляную магистраль двигателя, а сигнальная лампа расположена на щитке приборов. Сигнализатор соединен с источником тока выключателем зажигания. При неработающем двигателе (или когда давление масла ниже допустимого — 0,04—0,08 МПа) диафрагма находится в исходном положении, контакты замкнуты и сигнальная лампа включена в цепь (горит). При работающем двигателе масло из магистрали поступает через штуцер в камеру под диафрагмой. При повышении давления масла диафрагма 6, прогибаясь, поднимает упругую пластину верхнего контакта, контакты размыкаются и выключают сигнальную лампу. Сигнализатор регулируется на заданное давление подгибанием вверх или вниз пластины нижнего контакта. Второй конец пластины соединен с кронштейном и с зажимным винтом, изолированным от крышки датчика сигнализатора. Регулировку зазора между контактами осуществляют стержнем, вводимым в отверстие крышки. Сигнализатор давления воздуха в тормозной системе работает аналогично. Включение сигнальной лампы происходит при снижении давления ниже 0,45—0,50 МПа.

Приборы для контроля температуры. Правильный режим работы двигателя возможен только при определенной температуре охлаждающей жидкости.

На автомобилях и автобусах применяют термометры, принцип действия которых основан на изменении зависимости давления насыщенных паров жидкости от температуры, и термометры электрического действия.

Термометры электрического действия получили наибольшее распространение, так как обладают большей точностью измерения и гювышенной надежностью в работе. Они могут быть магнитоэлектрическими и электротепловыми.

Рис. 3. Схема аварийного сигнализатора давления масла

Магнитоэлектрический указатель температуры охлаждающей жидкости по сравнению с электротепловым импульсным указателем более точен, надежен в работе и не создает помех радиоприему. Он состоит из датчика с полупроводниковым терморезистором и магнитоэлектрического приемника.

В латунный корпус датчика установлен тонкий круглый диск — термистер. Термистер является полупроводником, сопротивление которого уменьшается с повышением температуры и увеличивается при его охлаждении. Термистер соединен с массой через корпус датчика. Пружина соединяет термистер с выводным зажимом датчика, укрепленным в изоляторе. Бумажный патрон изолирует пружину и боковую поверхность термис-тера от корпуса датчика.

В приемнике на основании, состоящем из двух капроновых колодок, намотаны три катушки, включенные в две параллельные ветви. В одну из ветвей последовательно включены катушка и термистер. В другую ветвь последовательно включены катушки Ki и Кз и резистор температурной компенсации. В канавку одной из колодок заложен постоянный магнит, обеспечивающий удержание стрелки в нулевом положении при выключении прибора. На оси стрелки приемника жестко укреплены постоянный магнит, выполненный в виде диска, и ограничитель угла поворота стрелки. Отогнутый конец ограничителя входит в прорезь верхней колодки. Магнит и ограничитель поворота стрелки устанавливают в кольцевом пространстве между обеими колодками. Стальной экран защищает приемник от влияния посторонних магнитных полей.

При отсутствии тока в цепи стрелка приемника отклоняется до упора влево. Это положение стрелки обусловливается взаимодействием постоянных магнитов и ограничителем.

При работе прибора сила тока в цепи катушек К2 и Кз не изменяется, а поэтому и магнитные потоки, создаваемые этими катушками, остаются практически постоянными. Сила тока в катушке К1, а следовательно, и создаваемый ею магнитный поток зависят от температуры датчика. Так как магнитные потоки катушек К1 и К2 действуют навстречу, то величина и направление суммарного потока будут зависеть от тока, устанавливаемого датчиком в катушке К.

Рис. 4. Схема магнитоэлектрического указателя температуры охлаждающей жидкости: а—общая схема; б—принципиальная схема соединения обмоток

При температуре +40 °С сопротивление датчика велико, поэтому ток в катушке К1 и ее магнитный поток будут малы. В этот момент магнитный поток, создаваемый катушкой Кг, будет превышать магнитный поток катушки К\. Результирующий магнитный поток (всех трех катушек), действуя на постоянный магнит, повернет его и стрелка прибора установится против деления +40 °С.

При температуре +80 °С сопротивление термистера снижается, в результате чего увеличиваются сила тока в катушке К\ и создаваемый ею магнитный поток, который в этот момент будет равен магнитному потоку катушки Кг- Эти потоки, направленные навстречу друг другу, взаимно уничтожаются и результирующий магнитный поток трех катушек будет равен магнитному потоку катушки Кз, который, воздействуя на постоянный магнит, повернет его так, что стрелка прибора установится против деления +80 °С шкалы.

При температуре +110 °С сопротивление термистера понижается, поэтому сила тока в катушке К\ увеличивается и ее магнитныи поток будет в несколько раз больше магнитного потока катушки Кч- В это время результирующий поток трех катушек, воздействуя на магнит, устанавливает стрелку против деления 110 °С шкалы.

Сигнализатор аварийной температуры предупреждает водителя о недопустимом повышении температуры охлаждающей жидкости. Датчик сигнализатора ввернут в верхний бачок радиатора, а его сигнальная лампа расположена на щитке приборов. При низкой температуре жидкости контакты сигнализатора разомкнуты и цепь сигнальной лампы выключена. При повышении температуры увеличивается нагрев баллона, а следовательно, и биметаллической пластины, которая деформируется и при температуре +(107 ± 10) °С, в зависимости от типа датчика’ замыкает контакты, включая сигнальную лампу.

Приборы для контроля уровня топлива. При помощи указателей уровня топлива водитель может в любой момент определить количество топлива в баке и, следовательно, определить, какое расстояние автомобиль может проехать без дополнительной заправки. Эти приборы пригодны только для приблизительного контроля расхода топлива, так как точность их показаний невысока.

Рис. 5. Схема магнитоэлектрического указателя уровня топлива: а — общая схема; б — принципиальная схема соединения обмоток

Рис. 6. Схема сигнализатора аварийной температуры охлаждающей жидкости

Указатели уровня топлива можно разделить на указатели уровня топлива с непосредственным отсчетом показаний (линейкой) и дистанционные (магнитоэлектрические, электромагнитные и др.).

Магнитоэлектрические дистанционные указатели уровня топлива более точны и надежны в работе по сравнению с электромагнитными и в последнее время получают все более широкое распространение. Устройство приемника указателя уровня топлива аналогично устройству приемника магнитоэлектрического указателя температуры охлаждающей жидкости, за исключением следующей особенности. В цепь катушки К1 включен добавочный резистор предназначенный для ограничения тока в катушке при полностью выключенном реостате датчика, что предотвращает перегрев изоляции обмотки катушки. Температурную компенсацию осуществляет резистор.

При отсутствии тока в цепи стрелка приемника отклоняется до упора влево. Это положение стрелки обусловливается взаимодействием постоянного магнита, вмонтированного в колодку, магнита, жестко укрепленного на оси стрелки, и ограничителя. Сила тока в катушке К\ и ее магнитный поток изменяются в зависимости от положения ползунка на обмотке реостата датчика.

При работе прибора сила тока в катушках Кч и /Сз, а следовательно, и их магнитные потоки остаются неизменными. Магнитные потоки катушек К1 и Кг действуют навстречу, а поэтому направление и величина их суммарного магнитного потока будут зависеть от силы тока в катушке К\.

Если топливный бак заполнен полностью, обмотка реостата будет полностью включена, поэтому ток в катушке К1 и магнитный поток, созданный им, будут малы. В этот момент результирующий магнитный поток, созданный тремя катушками, повернет магнит и вместе .с ним и стрелку в положение-полного уровня топлива в баке.

При уменьшении уровня топлива поплавок датчика опускается и перемещает ползунок, включая сопротивление реостата. Сила тока в катушке К\ увеличивается, магнитный поток становится больше, и результирующий магнитный поток трех катушек поворачивает магнит, а вместе с ним стрелку по шкале приемника в сторону меньшего деления шкалы.

Приборы для контроля зарядного режима аккумуляторной батареи. Для контроля зарядного режима аккумуляторной батареи применяют амперметры, вольтметры и световые сигнализаторы. Контроль зарядного режима аккумуляторной батареи одновременно обеспечивает и контроль исправности генератора и реле-регулятора (регулятора напряжения). По зарядному току можно судить о степени заряженности аккумуляторной батареи.

Применение светового сигнализатора (лампы) позволяет водителю быстро заметить сигнал о неожиданной неисправности в системе электроснабжения. Однако информативность светового сигнализатора меньше, чем амперметра и вольтметра.

Амперметры показывают зарядный или разрядный ток аккумуляторной батареи, поэтому нуль отсчета показаний расположен всегда посередине шкалы. Пределы измерения (в А) установлены следующие: —15-j—г- + 15; —20+20; — 30-4- +30; —50-f-+50. На шкалах поставлены знаки « + » с одной стороны и «—» с другой, чтобы отклонение стрелки в сторону знака «—» показывало разряд аккумуляторной батареи, а в сторону « + »—ее заряд.

В схеме электрооборудования автомобиля и автобуса амперметр включается последовательно с аккумуляторной батареей. Через него не проходят только токи стартера и звуковых сигналов.

При выборе амперметра для системы электрооборудования следует учитывать, что пределы измерения амперметра должны соответствовать току полной нагрузки генератора. Амперметры независимо от пределов измерения имеют одну и ту же конструкцию и отличаются друг от друга шкалами, наличием незначительных дополнительных устройств, габаритными, установочными размерами и способами крепления. По конструкции различают амперметры с подвижным и неподвижным магнитом.

Магнитоэлектрический амперметр с подвижным магнитом (рис. 12.12, а) имеет две соединенные пластмассовые колодки , на которых намотана катушка из тонкого медного провода. Параллельно катушке включен резистор. На оси алюминиевой стрелки жестко укреплены дисковый магнит и ограничитель хода стрелки. Магнит вместе с ограничителем может поворачиваться вокруг оси в кольцевом пространстве колодок на угол, ограничиваемый прорезью. Магнитный экран защищает прибор от действия других магнитных полей.

При отсутствии тока в катушке 5 в результате взаимодействия разноименных полюсов неподвижного магнита и дискового подвижного магнита стрелка устанавливается на нулевое деление шкалы.

При прохождении тока по катушке 5 вокруг нее создается магнитное поле, действующее под углом 90° к полю неподвижного магнита. В результате взаимодействия двух полей создается пара сил, образующих вращающий момент. Под действием этого момента поворачивается дисковый магнит со стрелкой. При увеличении силы тока в катушке увеличивается магнитное поле, что вызывает отклонение стрелки на большой угол. Изменение направления тока в катушке вызывает изменение направления действия магнитного поля и тогда стрелка отклоняется в другую сторону. При зарядке аккумуляторной батареи стрелка отклоняется вправо, а при ее разряде — влево.

Магнитоэлектрический амперметр с неподвижным магнитом состоит из шинки, неподвижного магнита, якорька и стрелки с противовесом. Гашение колебаний стрелки при включении и выключении тока в цепи и при толчках автомобиля осуществляется применением специальной смазки опор оси стрелки.

Когда ток через амперметр не проходит, якорек под действием притяжения полюсов магнита находится в равновесии и стрелка прибора устанавливается на нулевое деление шкалы. Во время прохождения тока (от генератора к аккумуляторной батарее, т. е. при зарядке аккумуляторной батареи по шинке вокруг нее создается магнитный поток, который, воздействуя на якорек, заставляет повернуться его вправо, а вместе с ним и стрелку.

Рис. 7. Схема амперметров:
а — с подвижным магнитом; б— с неподвижным магнитом; Б, Я, Ш — зажимы реле-регулятора

При разрядке аккумуляторной батареи направление тока в шинке и ее магнитный поток изменяют свое направление и стрелка отклоняется в противоположную сторону (влево).

Приборы для измерения скорости движения автомобиля и частоты вращения коленчатого вала двигателя. К этим приборам относятся спидометры и тахометры. Во время движения автомобилей и автобусов необходимо определять скорость движения и пройденный путь. Для этого служит прибор, называемый спидометром.

Спидометр состоит из скоростного узла, показывающего скорость движения в данный момент, и счетного узла, отсчитывающего пройденный путь. Оба узла имеют общее основание и работают от одного приводного валика. Помимо указанных основных узлов, некоторые типы спидометров имеют дополнительные устройства: суточный счетчик пробега, световую сигнализацию диапазонов скоростей и др.

По приводу спидометры разделяют на приборы с приводом от гибкого вала и с электроприводом.

Почти все современные автомобильные спидометры имеют магнитные скоростные узлы. Спидометр с приводом от гибкого вала имеет следующее устройство.

Валик привода постоянного магнита приводится во вращение при помощи гибкого вала. При вращении магнита его магнитный поток пронизывает алюминиевую картушку и индуктирует в ней вихревые токи, создающие свое магнитное поле. В результате взаимодействия этих полей картушка поворачивается в сторону вращения магнита и вызывает перемещение стрелки по шкале прибора. Круговому вращению картушки препятствует спиральная пружина, закрепленная на рычаге. Для повышения точности показаний магнит и картушка защищены от влияния посторонних магнитных полей стальным экраном. Для предупреждения искажений в показаниях прибора при изменении температуры устанавливают магнитный шунт (термокомпенсатор). От червячной шестерни валика в спидометрах осуществляется привод валов счетного узла. Валик смазывается маслом через фитиль. Отверстие под фитиль закрыто заглушкой.

Рис. 8. Принципиальная схема электропривода спидометра

Автомобильные спидометры обычно приводятся в действие при помощи гибких валов. Один конец вала присоединяют к прибору, а другой — к вторичному валу коробки передач. Гибкие валы обеспечивают надежную работу спидометров в течение длительного времени. Это, однако, справедливо только при условии, если длина гибкого вала не превышает 3—3,5 м. Поэтому на тяжелых грузовых автомобилях и автобусах, где длина гибкого вала получается большой, применяют электропривод спидометра.

Спидометр с электроприводом состоит из двух синхронно работающих узлов — датчика и приемника,— соединенных экранированным проводом и включенных в цепь электрооборудования автомобиля.

Датчик электропривода устанавливают непосредственно на коробке передач. Он представляет собой контактный прерыватель, преобразующий постоянный ток в трехфазный переменный, частота которого изменяется пропорционально частоте вращения коллектора датчика.

Основными элементами датчика являются: вращающийся коллектор с двумя токоведущими сегментами а, изолированными один от другого сегментами из изоляционного материала; три неподвижные токосъемные щетки, смещенные относительно друг друга на 120° и соединенные с обмотками фаз приемного двигателя. Постоянный ток подводится к сегментам через токопод-водящие щетки, лежащие на контактных кольцах. Сегменты а занимают по окружности коллектора углы, равные 120°, а изолированные сегменты б — углы 60°; токосъемные щетки занимают углы по 30°.

Приемник представляет собой трехфазный синхронный двигатель с вращающимся двухполюсным постоянным магнитом. Обмотка стате-ра трехфазная катушечная с тремя явно выраженными полюсами, а ротор электродвигателя — это постоянный двухполюсный магнит. Вращение ротора передается счетному механизму спидометра.

Для уменьшения искрообразова-ния и борьбы с помехами радиоприему в электрическую цепь между датчиком и приемником по схеме треугольника включены три резистора R1, R2 и R3.

При движении автомобиля якорек датчика вращается и ток от сети электрооборудования автомобиля поступает по двум питающим щеткам 5 и У, расположенным по концам коллектора, к токосъемным щеткам, находящимся в средней части коллектора в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Каждая токосъемная щетка через 180° поворота якорька включается в питающую цепь, подавая в соответствующую катушку приемника ток. Направление тока меняется через каждые 180° поворота якорька. Момент изменения направления тока в токосъемниках смещен на 120° угла поворота якорька. Изменение пульсирующего трехфазного тока в цепи приемника синхронно вращению якорька датчика.

Тахометры предназначены для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя и монтируются на приборной панели перед водителем вместе с другими контрольно-измерительными приборами. Тахометры по конструкции мало чем отличаются от спидометров, состоят из тех же узлов и в некоторых случаях имеют счетный узел, отсчитывающий суммарную частоту вращения коленчатого вала, выраженную условно в моточасах.

Привод тахометра осуществляется от распределительного вала двигателя при помощи гибкого вала на автомобилях МАЗ и КрАЗ или дистанционного электропривода на автомобилях КамАЗ, ЗИЛ-133ГЯ и др.

Прибор для указания экономического режима движения. Этим прибором является эконометр, который позволяет выбором передачи и частоты вращения коленчатого вала двигателя определить наиболее экономичный режим движения.

На автомобилях ВАЗ-2108 «Спутник», АЗЛК-2141 и др. устанавливают эконометр, устройство которого аналогично указателю давления масла с трубчатой пружиной, измеряющий давление в пределах 0,01 — 0,08 МПа. При этом давлении трубчатая пружина сгибается и приводит в движение стрелку эконометра. Эконометр соединяется шлангом с впускным трубопроводом двигателя за дроссельной заслонкой.

При максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя и малой нагрузке давление во впускном трубопроводе минимальное и стрелка эконометра находится в левой части шкалы. Это означает, что двигатель работает с повышенным расходом топлива.

При малой скорости движения и большой нагрузке давление возрастает и стрелка эконометра перемещается в правую сторону шкалы. Это означает, что необходимо переключить передачу с прямой на низшую.

Шкала эконометра имеет пять цветных зон, по которым определяется условие режима движения автомобиля.

—

Автомобильные контрольно-измерительные приборы разделяются на указывающие и сигнализирующие.

Указывающие приборы имеют шкалу и стрелку. Чтобы оценить измеряемую величину, водитель должен на некоторое время отвлечься от наблюдения за движением автомобиля, посмотреть на шкалу прибора и осознать показания.

Сигнализирующие приборы (сигнализаторы) реагируют на одно (минимально или максимально допустимое) значение измеряемого параметра и информируют об этом световым (иногда звуковым) сигналом. Сигнализатор меньше отвлекает водителя от процесса управления автомобилем, но обладает меньшей информативностью.

В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению количества сигнализирующих приборов (например, автомобили МАЗ и КамАЗ). Автомобильные приборы разделяют на электрические и механические. Электрические приборы питаются от электрической сети автомобиля, механические — дают показания, используя энергию измеряемой среды (например, манометры для измерения давления в системе смазки). Преимуществом электрических приборов является простота передачи сигнала с места контроля к месту наблюдения.

Рис. 9. Структурная схема КИП:
I — датчик; 1 — указатель: 3 — чувствительный элемент датчика; 4 — преобразователь сигнала в датчике; 5 — приемник сигнала в указателе; 6 — преобразователь сигнала в указателе; 7 — шкала отсчета показаний указателя

Электрический контрольно-измерительный прибор состоит из датчика и указателя, соединенных между собой проводами. В месте контроля устанавливают датчик прибора, а в месте наблюдения указатель. Датчик имеет обычно кроме чувствительного элемента, измеряющего контролируемый параметр, какой-либо преобразователь сигнала в электрическую величину, передаваемую в приемник указателя. Поступивший в приемник сигнал преобразуется в перемещение стрелки, и по шкале указателя определяется значение контролируемого параметра.

В сигнализирующих приборах указателем является сигнальная лампа.

о назначению вее контрольно-измерительные приборы разделяют на следующие группы: измерения температуры (термометры), измерения давления (манометры), измерения уровня топлива, контроля зарядного режима аккумуляторной батареи, измерения скорости автомобиля и пройденного пути (спидометры), измерения частоты вращения (тахометры). К контрольно-измерительным приборам на автомобиле можно также отнести автомобильные часы и тахографы.

Все типы указателей выпускают в двух исполнениях: в отдельном корпусе или с открытым механизмом для встраивания в комбинацию приборов.

Термометры с терморезисторным датчиком указателем применяют на автомобилях МАЗ, КрАЗ и КамАЗ, они имеют пределы измерений температуры от 40 до 120 °С.

Датчик ТМ-100 представляет собой латунный баллон, в наружной верхней части которого выполнен шестигранник под ключ и резьба для крепления. К плоскому донышку баллона прижат пружиной терморезистор. Между стенкой баллона и пружиной размещена изолирующая втулка. Сопротивление терморезистора уменьшается с 450 до 50 Ом при увеличении его температуры с 40 до 120 °С, что приводит к увеличению силы тока, проходящего через измерительные катушки логометрического указателя. У датчика имеется винт для крепления провода, идущего к указателю термометра.

Указатель имеет пластмассовый каркас, состоящий из двух частей, соединенных стяжными винтами, на которые намотаны три измерительные катушки. Вторая катушка намотана под углом 90° к двум другим. Первая и третья катушки имеют встречное направление обмоток, создающих противоположно направленные магнитные потоки. Внутри каркаса находится постоянный магнит, укрепленный на одной оси со стрелкой. Поворачиваясь, магнит устанавливается вдоль магнитных силовых линий результирующего вектора напряженности магнитного поля трех катушек.

В нижней половине каркаса установлен подпятник оси дискообразного магнита и стрелки. Вторым подшипником оси магнита является отверстие в мостике, который закрепляется на каркасе и служит опорой шкалы прибора. Между мостиком и шайбой, закрепленной на оси магнита, а также в подшипник мостика вводится демпфирующая смазка для снижения уровня колебаний подвижной системы в условиях вибрации. Для возврата подвижной системы в нулевое положение при выключенном приборе служит небольшой магнит, установленный в нижнюю половину каркаса. Собранный с катушками и магнитом каркас размещают в экранирующем цилиндре 7, чтобы исключить воздействие на магнит посторонних магнитных полей, а также чтобы поле катушек не влияло на показания других приборов.

При включении датчика и указателя в цепь питания ток проходит по двум параллельным цепям: первая — катушки логометра и термокомпенсационный резистор, вторая — катушка логометра и терморезистор датчика.

Ток, проходящий по первой Цепи, создает практически постоянные векторы напряженности магнитного поля. Ток во второй цепи зависит от температуры датчика и значительно меняет величину вектора напряженности третьей катушки, что вызывает поворот магнита со стрелкой относительно шкалы указателя. Когда температура терморезистора датчика низка, ток в катушке создает незначительную напряженность Ни суммарный вектор устанавливает магнит со стрелкой в область низких температур на шкале указателя. При высокой температуре датчика сопротивление терморезистора резко снижается, ток в катушке увеличивается, вектор напряженности магнитного поля этой катушки возрастает и суммарный вектор напряженности магнитного поля всех катушек поворачивает магнит со стрелкой по часовой стрелке в область высоких температур.

Рис. 10. Термометры:
а — датчик ТМ-100 с терморезнстором; б — поперечный разрез измерительного узла логомстрического указателя термометра; в — электрическая схема измерительного узла логометричеекого указателя термометра на 24 В; г — диаграмма векторов напряженности катушек указателя; д — датчик ТМ-111 сигнализатора аварийной температуры

В корпусе указателя размещены термокомпенсационный константановый (100 Ом) и добавочный резисторы для указателей на 24 В сопротивлением 120 Ом. Основная допустимая погрешность комплекта при температурах 80 и 100 °С не более ±5 °С.

Применение стрелочного термометра не гарантирует того, что внезапное нарушение теплового режима будет сразу замечено водителем, поэтому в дополнение к стрелочному указателю может быть применен сигнализатор аварийной температуры, состоящий из датчика и сигнальной лампы А24-1, установленной в специальном гнезде с красным светофильтром, или специальный фонарь, монтируемый на приборной доске. Па автомобилях КамАЗ применяется датчик ТМ-111, который имеет массивный латунный корпус, на дне его под прижимной шайбой находится термобиметаллическая пластина с контактом. В выводном зажиме может перемещаться на резьбе тарельчатый контакт. Температура замыкания контактов 92—98 °С, завертывание тарельчатого контакта снижает температуру замыкания контактов. Выводной зажим вмонтирован в изолятор.

Приборы для измерения давления (манометры) указывают величину давления масла в магистрали. Применение манометра масла позволяет водителю оценивать также степень износа двигателя (по снижению давления).

Манометры воздуха применяют на автомобилях, имеющих пневматическую тормозную систему, для контроля давления воздуха в ресиверах и в тормозных камерах, а также давление в централизованной системе подкачки воздуха в шинах.

Эксплуатация автомобиля с неисправными приборами контроля давления масла и воздуха запрещается, так как неизбежно приводит к аварийным режимам в контролируемой системе. Для усиления контроля во многих системах помимо манометра устанавливается и аварийный сигнализатор.

По конструкции манометрические приборы разделяют на приборы непосредственного действия и электрические. Приборы непосредственного действия имеют чувствительный элемент и указатель в виде совмещенного узла на приборной панели, а давление контролируемой среды подводится к чувствительному элементу по трубопроводу.

В автомобильных манометрических приборах используют три типа чувствительных элементов: трубчатая пружина, мембрана и диафрагма с противодействующей пружиной. В большинстве манометров непосредственного действия применяют трубчатую пружину. В манометрах электрического действия и во многих сигнализаторах используют мембранные чувствительные элементы. Диафрагма с пружиной применяется в некоторых сигнализаторах.

Трубчатая пружина, обладая высокой чувствительностью и обеспечивая высокую точность показаний, не выдерживает перё-грузок давлением и имеет незначительную виброустойчивость. Поэтому ее применяют для манометров, устанавливаемых на приборной панели, где уровень вибрации незначителен, и для контроля таких систем, как тормозная или централизованного измерения давления в шинах, где перегрузки давлением исключены или не могут превышать 25% верхнего предела измерения.

Когда чувствительный элемент применяют в системе, где давление имеет большую пульсацию или возможны перегрузки, достигающие 50% верхнего предела измерения, и действует высокий уровень механических вибраций, например на двигателе, то в качестве чувствительного элемента применяют мембрану.

Диафрагму с противодействующей пружиной в качестве чувствительного элемента применяют для сигнализаторов, поскольку она обеспечивает большую точность установки давления включения и мало чувствительна к перегрузке.

Манометры с трубчатой пружиной. Основной деталью манометра с трубчатой пружиной является упругая плоская или овальная трубка, изогнутая по дуге окружности и состоящая из одного неполного витка. Один конец трубки впаян в штуцер, через отверстие в котором подается жидкость или воздух из контролируемой системы. Второй конец трубки соединен с тягой, которая через передаточный механизм приводит в движение стрелку прибора.

Под действием давления среды внутри трубки происходит ее расширение, т. е. малая ось ее поперечного сечения Y—увеличивается, а большая ось X — уменьшается. Длина дуг А и А1 наружной и внутренней стенок трубки при этом практически не изменяется. Вследствие этого кривизна дуги, по которой изогнута трубчатая пружина, снижается, а трубка разгибается. При этом ее свободный конец перемещается, воздействуя на стрелку прибора. Передача к стрелке осуществляется зубчатым сектором и трибом. Спиральная пружина на оси стрелки компенсирует влияние зазоров в передаточном механизме на показание прибора. Основная погрешность измерения манометров с трубчатой пружиной при температуре +20 °С не превышает ±4% верхнего предела измерения.

В некоторых случаях в одном кожухе прибора компонуют два механизма манометров, получая один двухстрелочный прибор. Двухстрелочные манометры применяют для контроля давления в тормозной системе, причем один механизм измеряет давление в ресиверах, а второй — в тормозных камерах. Манометр МД-216 такого типа применяется на автомобилях КамАЗ и КрАЗ,

Манометр логометрическнй с реостатным датчиком используют на автомобилях МАЗ (УК-144) и КамАЗ (УК-170); состоит он из датчика и указателя.

Реостатный датчик логометрнческого манометра состоит из основания со штуцером, на котором закреплена реостата 20 Ом (максимальное давление); Н-^Н-^ — суммарные векторы при пулевом и максимальном давлении гофрированная мембрана с помощью стального основания, несущего на себе реостат с передаточным механизмом. В центре мембраны установлен толкатель, на который опирается качалка с регулировочным винтом. Качалка воздействует на ползунок реостата, поворачивая его вокруг оси. Возвратная пружина противодействует смещению ползунка. Чтобы пульсация давления в контролируемой системе не вызывала колебаний ползунка, в канал штуцера запрессована пробка с каналом, в который вставлен стержень очистки. Канал в пробке оказывает большое сопротивление протеканию масла и этим сглаживает влияние пульсаций давления.

Рис. 11. Приборы для измерения давления (манометры):
а — механизм манометра с трубчатой пружиной; б — реостатный датчик логометрнческого манометра; в — электрическая схема логометрнческого манометра и диаграмма векторов напряженности; е — датчик ММ-124Б аварийного давления; 1 — циферблат; 2 — стрелка; 3 — триб; 4, 15 и 30 — пружины; 5 — трубка; 6 — сектор; 7 — тяга; 8 — штуцер; 9 и 11 — основание; 10 — мембрана; 12 и 26 — реостат датчика; 13 — ползунок; 14 — ось; 16 — качалка; 17 — регулировочный винт; 18 и 31 — толкатели; 19 — пробка с каналом; 20, 21 я 22 — катушки логометра; 23 — зажим питания; 24 — добавочный резистор для 24-вольтовых указателен; 25 — термокомпенсационный резистор; 27 — штекер; 28 — фильтр; 29 — изолятор; 32 я 33 — подвижный и неподвижный контакты; 34 — диафрагма; 35 — корпус; ИJ, Н’я — векторы полей катушки при сопротивлении реостата 163 Ом (давление = 0);

Мембрана под давлением масла выгибается вверх и через качалку сдвигает ползунок по реостату, уменьшая его сопротивление. При снижении давления мембрана под действием собственной упругости опускается, а возвратная пружина сдвигает ползунок и детали рычажной передачи в исходное положение.

Реостат датчика, включенный параллельно одной из катушек логометра, изменяет сопротивление (от 163 до 20 Ом) в зависимости от давления и тем самым влияет на перераспределение токов в катушках логометра.

Для логометрических указателей давления разных пределов измерения реостатные датчики изготовляются с мембранами различной толщины, но с одинаковыми деталями передаточного механизма и одинаковым сопротивлением реостата. Поэтому все датчики имеют одинаковый внешний вид и размеры. Датчики взаимозаменяемы только для указателей одного предела измерения.

Логометрический указатель для реостатного датчика представляет собой конструкцию, аналогичную описанной выше для указателей термометров. Механизмы логометрических манометров на 12 и 24 В одинаковые, но для напряжения 24В последовательно в цепь питания указателя ставят добавочный резистор.

Применение манометра со стрелочным указателем иногда недостаточно для срочного привлечения внимания водителя в момент потери давления, поэтому совместно со стрелочным указателем применяют и сигнализатор минимального давления (в датчиках аварийного вакуума контакты замыкаются при повышенном давлении). Датчик аварийного давления имеет чувствительный элемент, воспринимающий давление, и контактный электрический выключатель, который связан с сигнальной лампой (с силой света 1 —1,5 кд) на панели приборов.

На автомобилях КамАЗ применяют датчики аварийного давления ММ-124Б. Датчик имеет корпус в виде полого штуцера, который внутри разделен диафрагмой на две полости. В полость под диафрагмой поступает масло из системы смазки и поднимает ее вместе с толкателем. В полости над диафрагмой установлены подвижный и неподвижный контакты и пружина, нагружающая диафрагму.

Сверху корпус закрыт изолятором со штекером, под которым установлен специальный фильтр, уравновешивающий давление в надмембранной полости с внешним атмосферным. Давление замыкания контактов датчика обеспечивается предварительной тарировкой пружины и не регулируется в эксплуатации.

Указатели уровня топлива дают возможность водителю оценить объем топлива в баке и, следовательно, ориентировочное расстояние, которое автомобиль может проехать без дополнительной заправки.

Датчик такого прибора устанавливают в топливный бак, а указатель — на приборную панель. Шкалу указателя уровня принято градуировать в долях объема бака, поэтому на шкале обычно наносят отметки О, V*. 7г. 3А, П (полный). Если на автомобиле применяют два бака с топливом, то в каждый бак ставят отдельный датчик, а на щитке приборов — один указатель и переключатель. В качестве датчика служит проволочный реостат, ползунок которого перемещается рычагом с поплавком на конце.

В некоторых конструкциях датчиков встраивают специальный контакт, который замыкается при снижении уровня топлива до минимального резерва (на 50—100 км пути). Этот контакт включает сигнальную лампочку резерва топлива на щитке приборов.

Датчики логометрических указателей имеют реостат общим сопротивлением 90 Ом. Внешне они аналогичны; для разных топливных баков отличаются длиной рычага с поплавком.

Датчик имеет корпус из нижней и верхней частей, отлитых под давлением из цинкового сплава. Внутри корпуса на оси закреплен бронзовый ползунок 9 реостата. Снаружи к той же оси жестко прикреплен рычаг с капроновым цилиндрическим поплавком. При изменении уровня топлива в баке от «0» до «П» ползунок передвигается на всю длину реостата. В верхней части корпуса закреплена текстолитовая пластина с обмоткой реостата из нихромовой проволоки диаметром 0,2 мм и общим сопротивлением 90 Ом. Конец обмотки реостата выведен на клемму, а второй — на «массу» датчика. Ползунок реостата также имеет вывод на «массу» в виде упругой проволочной петли. Верхняя и нижняя части корпуса датчика соединены двумя винтами.

В качестве указателей уровня топлива используют электромагнитные и логометрнческие магнитоэлектрические указатели.

Указатель уровня топлива с логометрическим измерительным механизмом аналогичен по конструкции логометрическим указателям температуры и давления, но отличается от них обмоточными данными и схемой соединения измерительных катушек и дополнительных резисторов.

Векторы напряженности магнитных полей измерительных катушек и суммарный вектор поля, вдоль которого устанавливается магнит со стрелкой при пустом и полном баке, показаны на рис. 58, в. Изменение тока в первой катушке изменяет сопротивление реостата датчика, определяет направление действия суммарного вектора.

Приборы контроля зарядного режима. Контроль зарядного режима аккумуляторной батареи одновременно обеспечивает контроль состояния генератора и реле-регулятора. По силе зарядного тока можно судить о степени заряженности аккумуляторной батареи, а по силе тока, проходящего через полностью заряженную аккумуляторную батарею (ток перезаряда), о правильности регулировки регулятора напряжения и о соответствии этой регулировки температуре аккумуляторной батареи.

Рис. 12. Реостатный датчик и логометрический измеритель уровня топлива:
а — общий вид датчика; б — электрические схемы логометрнческого измерителя уровня топлива на 24 В; в — векторная диаграмма напряжений; 1 — поплавок; 2— ось; 3 и 4 — нижняя и верхняя части корпуса; 5 — клемма; 6 — винт; 7 — рычаг; 8 — проволочная петля; 9 — ползунок; 10 — текстолитовая пластина; 11 — конец обмотки реостата; 12 — обмотка реостата; 13, 14 и 15 — первая, вторая и третья катушки логометра; 16 — зажим питания; 17 — добавочный резистор; 18 — термокомпенсационный резистор; 19 — реостат датчика

Контроль зарядного режима аккумуляторной батареи па автомобиле может быть осуществлен с помощью амперметра, вольтметра или сигнальной лампы разряда.

Применение сигнальной лампы разряда аккумуляторной батареи позволяет водителю быстрее заметить сигнал о неожиданной неисправности в системе электроснабжения. На автомобилях с генераторами переменного тока контроль за зарядным

режимом аккумуляторной батареи с помощью сигнальной лампы проводят косвенным образом по величине напряжения в обмотках статора генератора. Поэтому применение амперметра в системах электроснабжения с генераторами переменного тока более целесообразно. Однако наибольшей информативностью обладает вольтметр, позволяющий контролировать как регулируемое напряжение, так и состояние аккумуляторной батареи.

Амперметр устанавливают последовательно в зарядную цепь аккумуляторной батареи; показывает он величину ее зарядного или разрядного тока. Наиболее часто применяют амперметры магнитоэлектрического типа с неподвижным магнитом.

На рис. 60, а показано принципиальное устройство амперметра такой системы. Подвижная система прибора состоит из стрелки, оси и якоря. Якорь выполнен из низкоуглеродистой стали и при воздействии магнитного поля стремится сориентироваться вдоль магнитных силовых линий. Подвижная система прибора полностью сбалансирована и при отсутствии тока в цепи прибора якорь ориентируется вдоль оси постоянного магнита, стрелка в этом положении показывает на нулевое деление шкалы. При прохождении электрического тока через зажим и основание он создает в зоне якоря собственное магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны линиям поля постоянного магнита. Под действием этого поля якорь вместе со стрелкой стремится повернуться на 90° от исходного положения, чему препятствует поле постоянного магнита.

На рис. 13, б изображена векторная диаграмма сил, действующих на подвижную систему, из которой видно, что якорь устанавливается по направлению силовых линий результнрую-щего поля, напряженность которого Н х равна геометрической сумме напряженности Hi поля постоянного магнита и напряженности Н2 поля, создаваемого проходящим током. Следовательно, угол а поворота якоря и стрелки зависит от величины измеряемого тока. При изменении направления тока через прибор вектор изменяет свое направление на противоположное, что вызывает отклонение стрелки в другую сторону.

Рис. 13. Амперметр с неподвижным магнитом:
а — устройство: б — векторная диаграмма сил, действующих на якоре амперметра: 1 — зажим; 2 — стрелка; 3 — магнитный шунт; 4 — постоянный магнит; 5 — основание; 6 — якорь; 7 — ось; 8 — опора-подпятник

Ось подвижной системы вращается на заостренных концах (кернах) в регулируемых опорах-подпятниках. В эти опоры закладывается демпфирующая смазка ПМС для сглаживания колебательных движений стрелки и резких ударов в подвижной, системе прибора при его включении. Основание выполняется из цинкового сплава, к нему крепятся шкала, зажимы и подвижная система.

Для уменьшения дополнительной погрешности амперметра от изменения окружающей температуры под постоянный магнит ставят пластинку — магнитный шунт. Согласно ГОСТ 1700—76 амперметр считается исправным, если его основная погрешность не превышает ±7% суммы конечных значений шкалы.

В случае превышения указанной погрешности амперметры подвергаются регулировке, которая заключается в размагничивании постоянного магнита, предварительно намагниченного до насыщения.

Спидометры указывают скорость движения автомобиля и одновременно отсчитывают пройденный путь. Спидометр состоит из двух механизмов, объединенных общим кожухом и основанием: указателя скорости (скоростной узел) и счетного узла (счетчик).

Спидометры по принципу действия разделяют на магнитно-индукционные и электрические; по способу приведения в действие на спидометры с приводом гибким валом и с электроприводом. Гибкие валы для привода спидометров (и тахометров) применяют, если длина трассы, по которой прокладывают гибкий вал, не превышает 3,55 м. При большей длине, а также в автомобилях с откидывающейся кабиной рекомендуется применять спидометр с электроприводом. Скоростные узлы всех спидометров работают на принципе магнитновихревого действия. Схема скоростного узла такого спидометра представлена на рис. 61, а. Магнит, закрепленный на приводном валике, намагничен таким образом, что оба полюса или несколько пар полюсов располагаются по периферии диска.

На отдельной оси, свободно вращающейся в двух подшипниках, укреплена картушка-колпачок из немагнитного материала (алюминия), которая с некоторым зазором охватывает магнит с таким расчетом, чтобы как можно больше силовых линий, поля магнита, рассеиваемого вне его тела, пронизывали материал картушки. Для того чтобы через картушку проходила большая часть магнитного потока, снаружи ее также с некоторым зазором размещают экран из магиитомягкой стали, который концентрирует магнитное поле в рабочем направлении.

При вращении вала поле магнита наводит в теле картушки вихревые токи, создающие в свою очередь магнитное поле картушки. Взаимодействие поля магнита и поля картушки вызывает крутящий момент, стремящийся повернуть картушку в направлении вращения магнита. Величина этого момента пропорциональна частоте вращения магнита.

Рис. 14. Устройство магнитоиндукционного спидометра:
а — схема скоростного узла; б — счетный узел с внешним зацеплением; в — схема при» вода спидометра; 1 — экран; 2 — картушка; 3 — приводной вал; 4 — магнит; 5 — шкала; 6 — стрелка; 7 — спиральная пружина; 8 — ось; 9 и II — длинные зубья триба; 10 — укороченный по длине зуб триба; 12 — зубья барабана; 13 — триб; 14 — барабан; 15 — начальный барабан; 16 — двузубка барабана; 17 — выемка, укорачивающая зуб триба; 1в — редуктор привода спидометра; I, II и III — червячные передачи

Повороту оси картушки препятствует спиральная пружина (волосок), закручивающаяся при увеличении крутящего момента и создающая противодействующий момент, величина которого пропорциональна углу поворота.

При постоянной частоте вращения магнита картушка, провернувшись на определенный угол, остановится в положении, при котором момент взаимодействия магнитных полей станет равным противодействующему моменту пружины. Угол поворота картушки и стрелки, с ней связанной, прямо пропорционален частоте вращения магнита, поэтому шкала спидометра равномерна. Все спидометры имеют на приводном валу однозаходный червяк, от которого приводится в действие счетный узел.

Счетный барабан со стороны привода имеет 20 зубцов, расположенных по периферии, а с другой стороны — два зубца и впадину между ними. Триб имеет шесть зубцов, зацепляющихся с барабанами, причем на той стороне триба, которая соединяется с двузубкой барабана, три зубца из шести укорочены через один. Барабаны и трибы свободно посажены на своих осях, а крайний правый барабан (начальный) связан с входным валом спидометра. При вращении начального барабана его двузубка подходит к укороченному зубцу триба, поворачивает его на 1/3 оборота и продолжает свое вращение. При этом триб повернет последующий барабан на два зубца, т. е. на 7ю его оборота.

Пока двузубка начального барабана совершает свой полный оборот, триб не может вращаться, так как два его длинных зубца скользят по цилиндрической части барабана, где нет впадин. Такая конструкция обеспечивает поворот каждого последующего барабана на 1/2 оборота после того, как предыдущий сделает один полный оборот.

При шести барабанах, обычно применяемых в спидометрах, через 100 000 оборотов начального барабана все другие возвращаются в исходное положение, и отсчет показаний счетного узла начинается с нуля.

Обычно начальный барабан отличается цветовым оформлением и показывает десятые доли километра пройденного автомобилем пути.

Вращение к спидометру передается от коробки передач гибким валом, один конец которого соединяется со спидометром, другой — с ведомым валом коробки передач автомобиля. Гибкий вал привода спидометра состоит из троса с наконечниками, заключенного с зазором в гибкую оболочку с ниппелями и гайками. Трос передает вращательное движение. Оболочка укреплена неподвижно, она защищает трос от повреждений и сохраняет смазку, необходимую для длительной и надежной работы троса.

Гибкий трос состоит из нескольких винтовых многозаходных пружин, навитых одна на другую в несколько слоев и имеющих общий внутренний сердечник из проволоки. Направления навивки слоев чередуются. В спидометре между приводным валом и начальным барабаном счетного узла применяют три (I, II и 111) понижающих ступени червячных передач с общим передаточным числом 624.

Между входным валом спидометра и начальным барабаном установлена жесткая связь, поэтому точность показаний пробега автомобиля на счетном узле зависит от передаточного числа редуктора привода спидометра и состояния шин автомобиля. Передаточное число привода спидометра выбирают в зависимости от передаточного числа главной передачи автомобиля и радиуса качения колеса автомобиля.

Погрешность измерения пройденного пути зависит также от отклонения действительного радиуса качения колеса от расчетного вследствие износа протектора, изменения номинального давления воздуха в шинах, нагрузки на колеса, пробуксовки колес, неровностей дороги и т. д. Эти причины могут вызвать погрешность до 10—15% общего пробега. У автомобилей, работающих значительную часть времени задним ходом (в карьерах), пробег, учитываемый счетным узлом, может быть сильно занижен вследствие сброса показаний при движении назад.

Некоторые спидометры имеют специальный привод счетного узла, обеспечивающий суммирование показаний при движении в любом направлении (спидометр СП-125 на автомобилях БелАЗ).

Спидометр с электроприводом СП-134 (МАЗ-500А и др.) состоит из трех частей: датчика, преобразующего постоянное напряжение бортовой сети в трехфазное переменное напряжение изменяющейся частоты, приемника — трехфазного синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянного магнита и обычного механизма магнитоиндукционпого спидометра со счетным узлом. Датчик соединяют с приемником тремя проводами. Приемник конструктивно соединен с указателем спидометра.

Рис. 15. Спидометр с электрическим приводом СП-134:
а — датчик; б — приемник с указателем; в — электрическая схема; г — диаграмма фаз. ных токов в приемнике спидометра; I — кожух защиты зажимов; 2 — электрические зажимы датчика; 3 — кр ышка датчика: 4 — щетки питания фазных катушек приемника; 5 — щетка питания электропривода от бортовой сети; 6 — резисторы подавления радиопомех; 7 — вал привода якоря; 8 — корпус датчика; 9 — коллектор; 10 — корпус электродвигателя приемника; 11 — обмотка статора электродвигателя: 12 — электрические зажимы приемника; 13 — постоянный магнит ротора; 14 — магнит скоростного узла спидометра; 15 — картушка; 16 — подшипник картушки; 17 — обмотка статора; 1, И и 111 — токи первой, второй и третьей фазы

Датчик состоит из корпуса, отлитого из цинкового сплава, внутри которого в подшипниках вращается коллектор, выполненный в виде двух колец с выступающими в осевом направлении сегментами. Кольца коллектора соединены со щетками питания датчика и при вращении попеременно соединяются своими выступающими сегментами с тремя токо-съемными щетками. С этих трех щеток питание подается к обмоткам статора приемника. Внутри корпуса датчика установлены резисторы, снижающие искрообразование. Зажимы служат для присоединения проводов.

Приемник имеет корпус электродвигателя с трехполюсной обмоткой, в котором на двух подшипниках вращается постоянный магнит ротора цилиндрической формы с двумя полюсами.

На валу ротора закреплен кольцеобразный магнит скоростного узла спидометра. Ось картушки узла опирается на подшипники, один из них встроен в конец вала электродвигателя. Электрическая схема спидометра с электроприводом показана на рис. 15, е.

За один полный оборот коллектора датчика потенциалы токосъемных щеток дважды меняют знак, проходя через нуль. Изменение напряжения на щетках в зависимости от угла поворота коллектора и изменение фазных токов I, II и III показано на рис. 15, г. Фазные токи создают в статоре приемника три пульсирующие намагничивающие силы, сдвинутые в пространстве под углом 120° и по времени на 1/3 периода вращения якоря датчика. Результирующая намагничивающая сила обмотки статора за один оборот якоря делает один оборот, изменяясь скачками через каждые 30°. Двухполюсный ротор приемника, следуя за изменением направления намагничивающей силы статора, вращается синхронно с якорем датчика, тем самым обеспечивая дистанционную передачу от датчика к скоростному узлу спидометра.

Спидометр СП-170 и тахометр ТХ-170 с бесконтактным электроприводом (автомобили КамАЗ всех моделей) включает в себя датчик М3-304, представляющий собой электрический трехфазный генератор с ротором в виде постоянного магнита, который приводится во вращение от коробки передач автомобиля.

Приемник и указатель объединены в один механизм. Скоростной и счетный узлы магнитоиндукционного спидометра приводятся в действие трехфазным синхронным электродвигателем, который питается от транзисторного ключа, собранного на печатной плате, внутри кожуха прибора. Электродвигатель имеет три полюса с обмотками. Якорь в виде постоянного оксидно-бариевого магнита имеет общую ось с магнитом 8 скоростного узла спидометра.

Рис. 16. Спидометр СП-170:
а — датчик спидометра; б — приемник с указателем; в — электрическая схема датчика и указателя; 1 – втулка крепления кабеля; 2 — катушка статора; 3 – вал ротора; 4 – обмотка; 5, 8 – постоянные магниты; 6 – электродвигатель; 7 – болт крепления; 9 – кожух, 10 — корпус механизма указателя; 11 — печатная плата; 12 — провод, 13 — зажим; I — датчик; II — указатель

При движении автомобиля якорь датчика вращается и создает в каждой катушке импульсы напряжения, частота следования которых пропорциональна скорости движения автомобиля. Импульсы от каждой обмотки подаются по отдельному проводу 12 на один из трех транзисторов, работающих в режиме ключа, при отпирании транзисторов от сети автомобиля питаются обмотки электродвигателя привода спидометра. Катушки датчика и приемника соединены звездой. В схеме применены диоды Ди Д2 и Д3 и резистор для защиты транзисторов от э.д.с. самоиндукции катушек обмоток, возникающей в них при запирании транзисторов.

Преимуществом электропривода спидометра СП-170 по сравнению со спидометром СП-134 является то, что при малых скоростях движения и при остановке автомобиля в обмотках электродвигателей ток не проходит и не вызывает их перегрева. Отсутствие щеточно-коллекторного узла в датчике обеспечивает больший срок службы этого спидометра без ремонта.

Принцип действия и конструкция тахометра ТХ-170 аналогичны спидометру СП-170, исключая счетный узел и градуировку шкалы.

—

Контрольно-измерительные приборы предназначаются для контроля работы трактора или автомобиля, его отдельных систем и агрегатов.

В ряде случаев взамен контрольно-измерительных приборов применяются сигнализирующие устройства, предупреждающие водителя о нарушениях режима работы отдельной системы или механизма (звуковой сигнализатор перегрева двигателя воздушного охлаждения, световые сигнализаторы давления масла в системе смазки, заряда и разряда аккумуляторной батареи и т. д.),

Рис. 17. Контрольно-измерительные приборы:
а – схема указателя уровня топлива: 1, 8, 10 — обмотки; 2, 7 — сопротивления; 3— выключатель зажигания; 4 — аккумуляторная батарея; 5 — поплавок; 6 — датчик-реостат; 9 — постоянный магнит; 11 — стрелка; б — схема контроля давления масла в системе смазки двигателя: 1 — датчик; 2 — контрольная лампа; 3 — выключатель зажигания; 4— аккумуляторная батарея; 5 — диафрагма; 6 — контакты.

По принципу действия все контрольно-измерительные приборы тракторов и автомобилей составляют три основные группы: термовибрационные, электромагнитные и индукционные.

Указатель уровня топлива магнитоэлектрического типа объединяет собственно указатель, расположенный на щитке приборов, и датчик, размещенный в топливном баке. Указатель прибора состоит из обмоток, намотанных под прямым углом на пластмассовом каркасе, и подвижного постоянного магнита 9, укрепленного на оси стрелки И. Каркас с катушками и магнитом защищены экраном от воздействия посторонних магнитных полей.

Сопротивление в цепи прибора изменяется в зависимости от уровня топлива в баке, так как подвижный контакт реостата связан с рычагом поплавка, помещенного в баке. В цепь катушки включено добавочное сопротивление для ограничения тока в катушке и предупреждения ее перегрева при включении реостата на малое сопротивление.

При этом соответственно меняется ток в катушке и ее магнитный поток. Ток и магнитные потоки в катушках при этом остаются неизменными. Магнитные потоки катушек направлены встречно, поэтому их результирующий поток будет определяться током в катушке. Постоянный магнит, взаимодействуя с результирующим магнитным потоком, поворачивает стрелку прибора на угол, зависящий от сопротивления датчика и, следовательно, от уровня топлива в баке.

В указателе температуры охлаждающей жидкости измерительная схема та же, что и в указателе уровня топлива. Датчиком этого прибора служит термистор — полупроводник, на сопротивление которого оказывает большое влияние температура: с повышением температуры его сопротивление резко падает, и наоборот.